Устройство для защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью Советский патент 1982 года по МПК H02H3/17 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от замыкания на землю и контроля сопротивления изоляции разветвленных электрических сетей с изолированной нейтралью.

Известно устройство, реагирующее на ток и напряжение нулевой последовательности и содержащие синхронизатор и фильтры токов и напряжений нулевой последовательности, подключенные к логической схеме И 1.

Недостатками известного устройства являются нечувствительность к симметричным снижениям сопротивления изоляции и неработоспособность в обесточенной сети, обусловленные тем, что входные сигналы возникают только при наличии асимметрии сопротивлений изоляции фаз системы, находящейся под напряжением.

Известно также устройство, которое содержит вспомогательный источник, подключенный к сети через фильтр, образованный дросселями, соединенными звездой, и конденсатором. В каждом контролируемом присоединении установлены тока утечки, к выходу которых через фильтр, служащий для выделения сигнала, пропорционального току утечки через данное присоединение на частоте вспомогательного источника, подключены измерительный прибор и реагирующий орган, воздействующий на отключение присоединения при снижении сопротивления изоляции ниже установленной нормы. Устройство содержит также авторегулятор, который подключен параллельно вспомогательному источнику и предназначен для поддержания постоянства напряжения, накладываемого на сеть от вспомогательного источника, на сопротивлении утечки. Под действием напряжения, приложенного от вспомогательного источника к изоляции сети относительно земли, через сопротивление изоляции любого присоединения протекает ток утечки, выделяемый датчиком тока. При этом величина сопротивления изоляции присоединения определяется выражением

t-.. -и

(1)

ZH

t) уП

где ZH-сопротивление изоляции присоединения;

ЕВЦ- ЭДС вспомогательного источника; иф 1 -7ф-величина напряжения на фильтре (здесь Izy- ток утечки через вспомогательный источник); 7ф- сопротивление фильтра подключения на частоте вспомогательного источника;

1уи- ток утечки через присоединение.

При достаточно высокой стабильности

ЭДС вспомогательного источника и малых

токах утечки выражение (1) преобразуется

к виду

1

ВИ

кZM

уП

уп

где К const - постоянный коэффициент 2.

Однако данное устройство не может обеспечить точности селективного контроля сопротивления изоляции присоединений. Его погрешность будет постоянно возрастать при увеличении тока, потекающего через вспомогательный источник и фильтр. Это объясняется тем, что авторегулятор контролирует напряжение на выходе вспомогательного источника и не учитывает изменяющегося по величине падения напряжения на фильтре. Поэтому равенство (2) нарушается.

Цель изобретения - повышение точности работы устройства защиты от ,замыкания на землю.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее вспомогательный источник, включенный между землей и присоединительным фильтром, подключенным к фазам сети, авторегулятор, выход которого подключен к управляющему входу вспомогательного источника, датчики тока утечки контролируемых фидеров, подключенные через блоки преобразования сигналов к измерительным блокам и реагирующим органам, в цепь вспомогательного источника последовательно введен измерительный пункт, выход которого соединен со входом упомянутого авторегулятора.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вспомогательный источник 1, подключенный через измерительный шунт 2, выход которого соединен со входом автоматического регулятора 3 вспомогательного источника, к присоединительному фильтру 4; датчики 5 тока утечки, установленные в каждом контролируемом присоединении, выходы которых через блоки 6 преобразования сигналов, предназначенные для выделения сигнала, пропорционального току утечки через данное присоединение, соединены с измерительными блоками 7 и реагирующими органами 8, эквивалентные

сопротивления изоляции присоединения 9 и остальной части сети 10.

Устройство работает следующим образом.

При изменении величины сопротивления

изоляции сети по отношению к земле 9 и (или) 10 изменяется ток, протекающий через измерительный щунт 2, и, следовательно, величина напряжения на его выходе. Это напряжение поступает на вход авторегулятора 3, который изменяет напряжение на выходе вспомогательного источника по закону

-ьи - KjUyj, (3) где Ецц - начальное значение напряжения на выходе вспомогательного источника; )/Rш-константа (здесь RUI- сопротивление измерительного шунта); Uu, Ij-y- Кц,- напряжение на выходе измерительного шунта. При этом величина напряжения, накладываемого на сеть, определяется из выражения

U (4) С учетом (3) уравнение (4) примет вид

и Е + Кгиш , (5) Подставив в выражение (5) ,, иш 1г.уРш и произведя сокращения, получим

и Е°„, (6)

откуда следует, что величина напряжения, накладываемого на сеть от вспомогательно го источника, остается неизменной по вели чине.

Под действием этого напряжения через сопротивления изоляции 9 присоединений . протекают токи, утечки, однозначно связанные с сопротивлением их изоляции выражением (2). Токи утечки воспринимаются датчиками 5 тока. Выходные сигналы датчиков тока после обработки блока МИ 6 преобразования сигналов поступают на измерительные приборы 7 и реагирующие органы 8, воздействующие на отключение присоединений с пониженным уровнем сопротивления изоляции.

Таким образом, в предлагаемом устройстве за счет включения в цепь вспомогательного источника измерительного щунта, к выходу которого подключен авторегулятор, изменяющий напряжение на выходе вспомогательного источника, достигается повышение точности работы устройства защиты.

Формула изобретения

Устройство для защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, 55 содержащее вспомогательный источник, включенный между землей и присоединительным фильтром, подключенным к фазам сети, авторегулятор, выход которого подключен к управляющему входу вспомогательного источника, датчики тока утечки контролируемых фидеров, подключенные через блоки преобразования сигналов к измерительным блокам и реагирующим органам, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности работы в цепь вспомогательного источника последовательно введен измерительный

шунт, выход которого соединен со входом

упомянутого авторегулятора.

Источники информации, принятые во BHHNfaHHe при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

№ 353308, кл. Н 02 Н 3/16, 1970. 2 Авторское свидетельство СССР

№ 180238, кл. Н 02 Н 3/17, 1963.